针对智能电表RS-485通信接口防雷措施,通过实例从设计、施工、效果等方面进行了描述,对提高智能电表RS-485通信接口防雷能力有着建设性意义。

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智能电表 R一 8通信接口防雷探讨 S4 5 吴向荣 (华电业局，江金华 3 10 )金浙 2 0 0

摘

要：针对智能电表 R一 8通信接口防雷措施， S45通过实例从设计、施工、效果等方面进行了描述，对提高智能电表 R一 8 S 4 5通信接口防雷

能力有着建设性意义。 关键词：一 8; RS 4 5通信接口：防雷

0引言 金华电业局从 2 1 00年 5月起实施智能电表推广应用工作，预

种方式进行试验，以模拟现场可能出现的情况，试验采用线一线耦合方式进行。() L N之间进行浪涌冲击试验 ( 1在、标准测试方法 ):

按照标准测试方法将电压由 4 V提高到 6 V,试验后电能表正 k k计至 2 1年底将在电网辖区内安装改造 5万只智能电表。智 01 0余常工作。 () R~ 8的 A、 2将 S4 5 B端连在一起作为一端，电源进线与能电表标准通信接口 R一8 S 45往往会因为户外传输线遭雷击使系之间进行浪涌冲击试验：验电压 4k 6 V、 k试验后电能表试 V、 k 8 V,统受到严重损坏，以，高 R -8所提 S 45通信接口的防雷能力是实施 智能电表工程所必须考虑的。 正常；当电压增加到 1 V时， S 4 5部分 D 0、 8 1坏变 0k R一8 8 2D 0烧

1系统结构 R一8 S4 5的多点性、向性使得一个集中器管理多个电表成为双 低、易控制等特点，其是智能电表通信接口的首选。 S 45系统故 R一8结构如图 1示。所

黑，分印制线出现烧痕，辑部分电源器件损坏，部逻故障现象和现场表计故障类似，但是损坏更加严重。 () 3将浪涌冲击电压直接加 入 R一8 S 4 5的 A、 B端之间：试验电压在 4 V和 6 V时表计内产 k k据此分析可知：由于 A、端口的插头间隙非常小，其两端 B在

可能。同时， S4 5有抗噪声强、输距离长、 R一8具传结构简单、本较生异常 (成高压放电产生)试验后电能表正常工作。, 加高压后，插头金属之间直接放电，高压不能入侵到电路内部，不会损坏电能表。 2.检测结论 3

从现场异常表以及浪涌冲击试验的情况来看，损坏电能表的高压主要是加在 R一8 S4 5通信部分和电能表的电源端入端之间 图 1 RS 4 5系统结构图 -8

的。侵入电源在国际要求电压范围内时，电能表无影响；对侵入电 压较高时，要损坏 R一8通信部分；主 S4 5电压较高，到 8 V以上达 k时可穿越隔离 (压器隔离设计电压为 4k光耦为 5k )损坏变 V, V,逻辑部分器件，导致电能表无显示的情况发生。

2雷击实例 2 1年 8月雷雨天气后，部分智能电表出现了通信损坏及无 00显示等故障。 2 1故障详细情况 .

3 R一8 S 4 5防雷方案 31 RS~ 8防雷原理 . 45

R一 8损坏情况详细如表 1 S4 5所示。 表 1 R一 8损坏情况详表 S45 表号现象 R一8 S 4 5部分损坏逻辑部分损坏情况情况 R一8 S 4 5通信芯片单片机电源部分损损坏，稳压管 D 0坏与地短路，部分 81# 55 3400 1无显示和 D82损坏， 0通 I端口对地电阻电压采样端电/ 0信口 A端对地短变小或短路，计量阻阻值正常路，电源三端稳压芯片部分电源损坏 器 7 L 5无输出 80

R一8防雷原理如图 2所示。 S45 采样电阻 T

R

P E

R _8 s 4 5通信芯片显示正常，损坏，稳压管 D 0 81 3401 l 55和 D0 82损坏，通通信损坏信口 A B端对地短路 、

图 2 R 4 5防雷原理图 S一 8 正常电源采样端电 32 .阻阻值正常

浪涌保护器

为了使智能电表控制系统安全可靠地运行，非常有必要在信 号通道上加入浪涌防雷保护装置。

R 8 S 4 5通信芯片单片机电源部分损

损坏，通信口 A、坏与地短路，部分 B 321功能特点 .. 端对地短路，电源 I端口对地电阻电压采样端电/ 0浪涌保护器可用于保护工业控制互联网、 S 4 245接口、 R一2/8 # 55 无显示 5端 2陶瓷电变小或短路，计量阻阻值正常 3403 1 V个专线、自动控制和仪表线路、据线及电话设备、真机等，可用数传还容 C0 8 3和 C o芯片部

分电源损 84开裂， 8 6电阻两坏， 2 3电容一端 R0 C2于电流环中的传感器、次仪表的保护。二它使被保护设备免受感应端发黑发黑

过电压、作过电压和静电放电等的损坏，有多级保护、流容操具通如表 1示， S4 5端都存在不同程度的损坏；逻辑部分和量大、所 R一8限制电压低、响应时间快、输速率高的优点。传

计量部分虽与 R一8 S4 5部分隔离，也存在不同程度损坏，别是 32工作原理但特 .2 .

群 155 34 0 3电能表出现电容开裂和烧毁现象。依据现象推断，击雷 产生的高压主要从 R - 8端进入电能表。 S4 5 2.浪涌 (击 )扰度试验 2冲抗

浪涌保护器串接于被保护设备的前端，当传输线遭到感应雷 及其他瞬时过电压冲击时，冲击电流通过浪涌保护器的保护支路

将其泄放到大地，并将输出电压箝位在设备允许的电压范围内，从

依据浪涌 (击 )扰度试验 (B T 72 .的方法，用 3而确保运行设备的安全。冲抗 G/ 166 ) 5采